Images intracrâniennes

1988/06/01 Sagarna, Andoni - Ingeniaria Iturria: Elhuyar aldizkaria

De nombreux nouveaux instruments sont créés pour visualiser les organes du corps humain au travail. Les nouvelles technologies permettent aux médecins de voir l'intérieur du corps sans traumatismes chirurgicaux. Cela a entraîné dans les 15 dernières années des progrès majeurs dans le diagnostic que dans toute l'histoire de la médecine.
Scanner de tomographie par ordinateur.

À l'heure actuelle, le sang peut être vu se déplaçant dans les artères ou aspirant un mur de marquage radioactif du cœur musculaire ou localisant le blocage dans les artères d'un cœur qui a subi une attaque. Vous pouvez également voir comment il se déplace six mois avant la naissance quand il est dans l'estomac de sa mère. Le but de cet article est de faire un réexamen à ces techniques récemment développées. Ces nouvelles techniques sont:

Tomographie informatisée

Cette méthode a été conçue en Grande-Bretagne en 1972. Cette technique consiste essentiellement à convertir des images de rayons X en codes numériques informatiques pour la réalisation d'images vidéo en haute définition. Les graphiques informatiques utilisés sont similaires à ceux utilisés pour la réalisation d'essais spatiaux à distance. Montrant en détail les structures osseuses, la tomodensitométrie met en évidence de petites différences entre les tissus normaux et anormaux cérébraux, pulmonaires ou autres organes.

Bien qu'il s'agisse d'une technique encore en développement, la tomographie tridimensionnelle informatisée a commencé à offrir un excellent service en chirurgie reconstructive. Quelques mois après la première photographie de rayons X réalisée par le physicien allemand Wilhelm Konrad Röntgen en 1895, les médecins ont commencé à utiliser les rayons X pour diagnostiquer des fractures osseuses. Dans le film apparaissaient des structures denses et des ombres des os qui absorbaient ces rayons mystérieux. Cependant, les tissus mous étaient plus faciles à traverser et n'étaient pas clairs sur les images.

Depuis, de nombreuses techniques ont été développées pour obtenir des images de rayons X plus propres. Les machines à rayons X avancées, par la numérisation des données, offrent des images exactes des tissus.

Résonance magnétique nucléaire du tronc d'un enfant en bonne santé.

Un scanner de tomodensitométrie, traversant le corps avec une fine surface de rayons X, offre une figure de coupe transversale des tissus intérieurs. Les radiographies typiques des rayons X qui ne montrent que le corps sous un angle peuvent être ininterprétables lorsque les ombres des os, des muscles et des organes se chevauchent. De grandes molécules comme celle du calcium absorbent les rayons X lorsqu'ils traversent le corps et cachent partiellement ce qui se cache derrière (1).

Cependant, les machines basées sur la tomographie informatisée montrent une section du corps qui donne une vision prise de multiples angles, en tournant un tube qui éjecte les rayons X autour du patient (2).

Plusieurs capteurs sensibles situés derrière le corps enregistrent ce que voit le scanner et un ordinateur compare les différentes vues pour offrir une seule image vidéo.

Dessin par résonance magnétique

L'invention de cette technique révolutionnaire peut signifier pour la médecine moderne une percée telle que celle qu'en 1895 Wilhelm Konrad Röntgen donna en son temps aux rayons X.

Lorsque les atomes d'hydrogène subissent l'action d'un champ magnétique, ils s'alignent. C'est la base de la représentation par résonance magnétique. Si ces atomes sont dirigés vers une fréquence radio, l'alignement de leurs noyaux change. Lorsque les ondes radio sont éteintes, les noyaux se réalignent et transmettent un petit signal électrique.

Étant donné que le corps est principalement constitué d'atomes d'hydrogène, il est possible de créer une image à travers des impulsions qui reviennent, montrant les tissus et la moelle osseuse comme jamais vu.

L'illustration par résonance magnétique est coûteuse. L'équipement est composé d'un grand électroaimant, d'un générateur de radiofréquence et d'un ordinateur. Le prix de ce groupe est de 230 millions de pesetas. En outre, cet équipement doit être situé dans une salle complètement isolée des radiofréquences externes. Le coût de la formation de cette salle peut atteindre 112,5 millions de pesetas supplémentaires.

Il y a des patients qui ne peuvent pas être placés à l'intérieur de ce champ magnétique, comme ceux qui ont le post-omarcateur ou ceux qui ont des parties de mitraillette ou des clous dans le corps. Ces fragments de métal peuvent être extraits du corps par l'aimant.

Au début, ils étaient très préoccupés par l'influence que l'aimant pouvait avoir sur le corps humain. Ils ont également pensé s'il pouvait avoir des conséquences sur la mémoire humaine. C'est pourquoi, au début, en 1974, un oignon a été inspecté. Ils voyaient bien les anneaux intérieurs. En 1977, ils ont vu pour la première fois un tissu humain vivant: une poupée. Deux ans plus tard, un scientifique courageux a introduit la tête dans le champ magnétique pour étudier son cerveau.

Cette technique a commencé à être déployée en 1980 et il y a actuellement plus de 400 machines travaillant aux États-Unis.

Pour certaines choses, l'imagerie par résonance magnétique est plus appropriée que la tomographie par ordinateur. Par exemple, la matière blanche du cerveau et la matière grise avec beaucoup d'eau. Au contraire, les dents et les os, ayant peu d'eau, n'apparaissent pas dans les figures de résonance magnétique. Cela a ses avantages car il permet de voir des tissus entourés d'os, comme la moelle épinière.

Ces puissants électroaimants utilisés dans la fabrication d'imagerie par résonance magnétique sont refroidis avec de l'hélium liquide. Le champ magnétique à haute intensité qu'ils génèrent a une grande influence sur le seul proton qui forme le noyau de l'hydrogène. Les axes des protons qui tournent en forme de toupies sont généralement dirigés vers toutes les directions, sans aucun ordre. Dans le champ magnétique du scanner, cependant, ils sont alignés selon la ligne de force. Cependant, même s'ils sont alignés, ils ont un mouvement de précession d'une certaine fréquence. Plus le champ magnétique est fort, plus la fréquence est grande.

Lorsque le scanner excite les protons avec une impulsion radio de la même fréquence que le mouvement de précession, ils se désalivent en décrivant le mouvement circulaire et en émettant un signal radio.

Un ordinateur convertit ces signaux en images du secteur exploré. La figure souligne les différences de densité des atomes d'hydrogène. L'hydrogène indique la teneur en eau, de sorte que les médecins peuvent utiliser l'image pour séparer les tissus.

Les scientifiques ont choisi l'hydrogène comme base de cette technique, car il est un élément très abondant dans le corps et a des propriétés magnétiques spéciales. Des techniques basées sur d'autres éléments sont également étudiées. En fait, les propriétés du sodium et du phosphore, par exemple, peuvent signaler des traces de crises cardiaques.

Dans ce spectre de résonance magnétique nucléaire, vous pouvez voir une tumeur à tête jaune.

Pour créer l'image, l'ordinateur crée un réseau tridimensionnel composé de petites boîtes. Si on appelle ces trois dimensions X, Y et Z, le champ magnétique change d'abord de direction Z pour définir un plan de la tête du patient aux pieds. Dans ce plan, les protons se déplacent avec un mouvement d'oscillation selon une fréquence f. Certaines bobines passent alors un pouls de radiofréquence. Ce pouls est de la même fréquence que le mouvement oscillatoire des protons.

Avant d'aligner les protons, d'autres bobines modifient pendant une courte période la résistance magnétique du plan en direction Y. Cela fait que les protons décrivent des mouvements d'oscillation à différentes vitesses dans le sens descendant du plan. En détectant ces différences, l'ordinateur détermine les positions des boîtes dans la direction Y.

Les bobines modifient alors le champ magnétique de gauche à droite en direction X, ce qui rend les protons corrigés selon les différentes fréquences. Lorsque la position de chaque boîte est déterminée dans les directions X, Y et Z, l'ordinateur attribue à chaque boîte un point de l'écran. La luminosité du point est donnée par le nombre de protons dans la boîte et par la propriété magnétique du tissu.

L'ensemble des points forme une image. Sa capacité à montrer des tissus mous avec de grands contrastes fait de l'imagerie par résonance magnétique une ressource idéale pour l'étude de la moelle épinière. Les médecins qui voulaient voir la moelle épinière avant que l'IRM ne soit accessible devaient y injecter une substance qui contrastait avec les rayons X. Cette procédure était dangereuse et douloureuse pour le patient.

Angiographie de soustraction numérique

Schéma sonographique.

Cette technique montre des images de sang en mouvement dans le sang ou d'inconfort qui entravent votre progression.

L'angiographie de soustraction numérique est basée sur l'injection d'une substance de contraste avec l'iode opaque aux rayons X. L'ombre qui génère cette opacité permet aux médecins de voir le flux sanguin. L'angiographie de soustraction numérique est souvent utilisée pour voir comment le cœur se nourrit de sang. Avant d'injecter la substance de contraste, une image de rayons X est enregistrée sur un ordinateur. Après l'injection, on réalise la deuxième image du flux sanguin qui met en évidence la substance. Ensuite, l'ordinateur obtient la soustraction des deux images et une image claire des boudin apparaît.

L'une des procédures chirurgicales les plus fréquentes est actuellement le bypass des artères cardiaques. Le sang offre d'autres alternatives aux artères qui ont été obstruées par la présence de matériaux huileux ou calcifications, par des saignements retirés d'autres parties du corps. Dans la plupart des cas, il s'agit de bites retirées des jambes.

Avec l'angiographie de la soustraction numérique et une technique appelée angioplastie, ces interventions peuvent être écartées.

Dans l'angioplastie des artères coronaires le médecin introduit un cathéter plus mince que la douleur crayon à travers une artère du bras ou de l'aine. Grâce à la vision de l'angiographie de soustraction numérique, il dirige ce cathéter vers les artères coronaires. Ensuite, la substance de contraste est injecté pour obtenir l'image de l'obstruction. Un autre plus mince qui entre à l'intérieur du premier cathéter porte un ballon à ce point. Le ballon est gonflé pour qu'il engine les matériaux fermant l'artère et rouvre le passage au sang. Une telle intervention dure environ une heure et demie.

Image prise sur le PET Scanner. Cœur.

Ces procédures ne comportent pas de danger, sont rapides, ne produisent pas de douleur et la récupération du malade se fait rapidement. Lorsque la plaque qui obstrue l'artère est en matériau calcifié, le globe ne peut pas l'écarter et risque alors d'interrompre le sang. Pour les patients avec ce problème pour le moment il est préférable de faire des bypass.

L'angiographie de soustraction numérique est utilisée non seulement pour ouvrir des barrières qui empêchent le passage du sang, mais aussi pour fermer les ouvertures qui causent des saignements. Pour cela, il introduit un peu de gélatine pour arrêter l'hémorragie. Même dans ces cas, des cathéters très fins injectent des gouttelettes d'isobutil-2-cyanoacrylate pour fermer le passage au sang qui va aux tumeurs émergentes et couper les hémorragies. Cette technique a également été utilisée dans les hémorragies cérébrales.

Sonographie

C'est une technique créée par le développement du sonar inventé pendant la Seconde Guerre mondiale. Pour la première fois, il a été utilisé en médecine aux États-Unis dans les années 1950. Un petit transducteur ou émetteur/récepteur prend contact avec la partie du corps à étudier. Les ondes sonores à haute fréquence pénètrent dans le corps, se heurtent aux organes internes et se reflètent à l'extérieur. Au retour, le capteur fonctionne comme récepteur. Le temps de déplacement des ondes dénonce la position, la taille, la forme et même la texture de l'orgue et les affiche sur un écran en ligne.

La dernière avancée de la sonographie est le Doppler numérique couleur. Avec l'aide de l'ordinateur, il montre comment le sang humain se déplace à travers le cœur et les sanguines. Les ondes sonores ou radioélectriques se reflètent dans un objet en mouvement avec une variation de fréquence. C'est l'effet Doppler. Les ondes sonores à haute fréquence pénètrent dans la zone à étudier, par exemple dans un boudin, montrant le sang qui y coule.

Scanner PET.

La base du système est un cristal piézoélectrique qui transforme les impulsions électriques en vibrations qui pénètrent dans le corps. Au retour, ce cristal transforme à nouveau les vibrations qui vous arrivent en signaux électriques. Le médecin place le capteur avec du verre sur la région à explorer, par exemple sur le ventre d'une femme enceinte. Les échos reflétés par les fœtus deviennent des signaux que l'ordinateur transforme en images vidéo.

Dessin avec radioisotopes

Les deux techniques de création d'images intracorporiques sont les suivantes : les PET (positron emission tomography) et{ (single photon emission computed tomography).

Le{ montre le flux sanguin en effectuant des images des restes de radio-isotopes. Le PET, quant à lui, peut mesurer le métabolisme en expliquant comment le corps fonctionne. L'utilisation de traceurs radio-isotopes est très approprié pour la recherche sur l'épilepsie, la schizophrénie, la maladie de Parkinson et l'apoplexie.

Le scanner PET montre le fonctionnement du cerveau, montrant comment les cellules locales consomment du sucre et d'autres substances.

La substance est marquée par un radio-isotope préparé dans un cyclotron à faible énergie. L'isotope a une vie courte, h.d. A quelques minutes ou heures de sa création, il a déjà perdu la moitié de sa radioactivité. Une fois injectée dans le corps, la solution radioactive émet des positrons pendant le flux. Les positrons se heurtent aux électrons, les fractions de deux types se détruisent et se forment deux rayons gamma, provoquant une petite explosion énergétique. Ces deux rayons sortent dans des directions opposées et touchent les cristaux d'un anneau de détecteur qui entoure la tête du patient.

Les cristaux émettent alors la lumière. Un ordinateur détermine la position de ces rayons lumineux et de la source de rayonnement et convertit ces données en images. En suivant la trajectoire de la substance radioactive, le médecin peut localiser les zones où des activités cérébrales anormales se produisent et étudier la santé cellulaire.

Comme ce PET nécessite l'utilisation d'un cyclotron, la technique connue sous le nom de{ utilise des radio-isotopes commerciaux, ce qui le rend beaucoup plus économique.

Schéma de résonance magnétique.